Đồ án cấp thoát nước công trình

Tiêu chuẩn dùng nước cho công trình .... T ổng lưu lượng nước cấp .... Lưu lượng tính toán từng trục, đoạn ống ..... Áp lực cần thiết của công trình ..... Thiết kế hệ thống thoát nước ..

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

MINH

GVHD : TS Phan Thành Chi n ế

SVTH : Võ Anh Khoa

MSSV : 20135049

MM : PIBP316017

NGÀNH: H ệ thống kĩ thuậ t công trình xây d ựng

MỤC LỤC:

Phần 1 SỐ LIỆU THIẾT KẾ:

1 Giới thiệu chung:

1.1 V ị trí đị lí, địa a hình, khí h u ậ 1.2 Đặc trưng kiế n trúc, quy mô, chức năng của công trình

1.3 S ố lượng, chủ ng lo i ạ và đương lượng thi ết bị ệ v sinh trong công trình

1.4 Tiêu chuẩn dùng nước cho công trình

1.5 H ệ thống cấp thoát nước cung c p cho công trình ấ Phần 2 CẤP NƯỚC: 1 Thiết kế h ệ thống c ấp nướ c

1.1 Xác định sơ bộ phương pháp cấ p nước

1.2 Các phương pháp cấp nước

1.3 Chọn phương pháp cấp nước tối ưu

1.4 Vạch tuy ến hệ thố ng cấp nước

1.5 Sơ đồ không gian

2 T ổng lưu lượng nước cấp

3 Đồng hồ đo nước

4 B ể nước ng m ầ 4.1 Dung tích điều hòa

4.2 Dung tích dự trữ chữ a cháy

4.3 Dung tích bể chứa nước ngầm

4.4 Thiết kế b ể nước ng m ầ 5 Tính toán thủy l c ự 5.1 Quan điểm tính toán

5.2 Lưu lượng tính toán từng trục, đoạn ống

5.3 Th y l ủ ực từ ng trục, đoạn ống

6 Áp lực cần thi ết củ a công trình

7 Bơm

8 Trạm khí ép

Phần 3 THOÁT NƯỚC:

1 Thiết kế hệ thống thoát nước

1.1 Nguyên lý thoát nước

1.2 Phương án thoát nước

1.3 Tính toán thiết k ế 2 Thủy l c hự ệ thống thoát nướ c

2.1 H ệ thống thoát nướ c th ải đen

2.2 H ệ thống thoát nướ c th ải xám

3 Ống thông hơi

4 B ể tự hoại

5 H ệ thống thoát nước mưa Phần 4 TÀI LIỆU THAM KHẢO

Phần 1 SỐ LIỆU THIẾT KẾ:

1 Giới thiệu công trình:

1.1 Vị trí địa lý, địa hình, khí h ậu:

- Vị trí:

Khách s n-nhà hàng Huy Hoàng nạ ằm ở thôn Xuân D c 1, xã Xuân Ninh, huyụ ện

Quảng Ninh , t nh ỉ Quảng Bình M t ti n c a công trình giáp vặ ề ủ ới tuyế đường n Nam Long Mỹ Trung, ba m t còn l i giáp v i nhà dân ặ ạ ớ

- Địa hình:

Khá bằng ph ng, không nẳ ằm ở vùng đồi núi

- Khí hậu :

Do công trình nằm ở ỉ t nh Qu ng Bình nên có khí h u nhiả ậ ệt đới gió mùa g m 2 ồ mùa rõ rệt: mùa mưa và mùa khô Mùa mưa từ tháng 9 đến tháng 3 năm sau, mùa khô từ tháng 4 đến tháng 8 Nhiệt độ trung bình hằng năm từ 24-25℃

1.2 Đặc trưng kiế n trúc, quy mô, chức năng của công trình:

- Khách s n-nhà hàng Huy Hoàng là m t ki n trúc ki u tích h p: nhà hàng ạ ộ ế ể ợ + khách s n + karaokeạ vớ ối l i ki n tế rúc đơn giản, phù h p v i nhu c u kinh ợ ớ ầ doanh

- Công trình được xây d ng v i di n tích xây d ng là 1020 mự ớ ệ ự 2 ,trong đó diện tích xây d ng khách s n là 390 m ,di n tích xây d ng nhà hàng 630 mự ạ 2 ệ ự 2 , mật độ xây d ng là 61%, sự ố t ng là 4, t ng chi u cao là 17,9m ầ ổ ề

- Công trình phục vụ nhu c u nghầ ỉ dưỡng, ăn uống và gi i trí ả

1.3 S ố lượng và chủng lo ại thiết bị ệ v sinh dùng trong công trình :

B ng1.1 Th ng kê s ả ố ố lượng, ch ng loủ ại và đương lượng TBVS có trong công trình

Tầng

Thiết bị

Tổng Bồn r a ử

(BR)

Âu tiểu (AT)

WC có bình x ả (HX)

Lavabo (LV)

Bồn t m ắ (BT)

1.4 Tiêu chuẩn dùng nước cho công trình:

- Công trình khách s n h ng 3 là ạ ạ

Tiêu chu n c→ ẩ ấp nước q =120 tc (l/người.ngđ)(bảng 1, m c 3.2-TCVN ụ 4513/1988)

- Số người phục vụ ối đa của công trình ( theo tính toán): t

+ T ng t + t ng l ng: 500 ( ch ngầ trệ ầ ữ ỗ ồi )

+ T ng 2: 80 ( ch ngầ ỗ ồi )

+ Tầng 3: 14 ( giường ng ) ủ

+ T ng 4: 44 ( ch ngầ ỗ ồi)

→ S ố người phục vụ ối đa của công trình là: N = 638 ( ngườ t i )

1.5 H ệ thố ng c ấp thoát nước cung c p cho công trình: ấ

- Công trình lấy nướ ừ đườc t ng ng cố ấp nước c a Công ty c ph n củ ổ ầ ấp nước Quảng Bình.Công su t nhà máy là 45000 m ấ 3/ngày-đêm

- Áp lực nước c p t mấ ừ ạng lướ ấp nưới c c c a nhà máy t i thi u là Hủ ố ể min =15 m

và tối đa là H max = 25 m

- Đường ng cố ấp nước thành ph n m trên trố ằ ục đường Nam Long M Trung ỹ cách mặt tiền công trình kho ng d =13 m; chả ọn độ sâu chôn ng 0,5 ố m, =150mm ∅

- Cống thoát nước nằm trên trục đường Nam Long Mỹ Trung, làm bằng bê tông, độ sâu 1m, cách mặt tiền công trình khoảng d =13,5 m, ∅ =300 mm Phần 2. CẤP NƯỚC:

1 T hiết kế mạng lưới cấp nướ c:

1.1 Xác định sơ bộ phương pháp cấp nước:

Để xác định sơ bộ phương pháp cấp nước cho công trình ta chọn sơ bộ H c ct ủa công trình như sau:

- Theo TCVN 33-2006, “ Áp l c t do nh nh t trong mự ự ỏ ấ ạng lướ ấp nước i c sinh ho t cạ ủa khu dân cư, tại điểm lấy nước vào nhà, tính t mừ ặt đất không được nh hơn 10 m” ỏ

→ Ở t ng 1 H = 10 m; t ng 2 H = 14 m, c m i tầ ct ầ ct ứ ỗ ầng tăng 4 m( vì chiều cao c a m i tủ ỗ ầng đều thấp hơn 4m và không gi ng nhau nên ta ố chọn chi u cao chung cề ủa các tầng là 4m)

→ Ta suy ra được công thức tính H ct như sau: H ct = 10 + 4(n -1) (m) Với n : s t ng c a công trình ố ầ ủ

10 m: áp lực nước nhỏ nhất ( theo TCVN 33-2006)

4 m: chi u cao cề ủa mỗi tầng

→ H = 10+ 4(4-1) = 22 m ct

→ H min < H ct <H max là đảm bả không thườo ng xuyên

Nên không thể chọn phương pháp cấp nước tr c ti p t mự ế ừ ạng lướ ấp nưới c c bên ngoài (MLCNBN)

1.2 Các phương pháp cấp nước:

➢ Phương pháp cấp nước 1:

TBVS

Hình 2.1 Sơ đồ trạ m khí ép (Hydropneumatic System)

- Sử dụng khi: Áp su t mấ ạng lướ ấp nước bên ngoài không đải c m bảo thường xuyên hoặc hoàn toàn không đảm b o mà không th xây dả ể ựng két nước được

vì dung tích quá l n không có l i vớ ợ ề phương diện k t c u, chiế ấ ều cao két nước quá lớn không đảm bảo m quan cho công trình ỹ

- Ưu điểm :

• Duy trì áp l c mự ạng lưới

• Chất lượng nước

• Dự trữ được nước khi có các s c v ự ố ề hư hỏng đường ng hay cúp ố nước đột ng t ộ

• Chi phí l p t và bắ đặ ảo trì tương đối thấp,…

- Nhược điểm:

• Phụ thuộc vào nguồn điện

• Yêu cầu kỹ thuật cao trong v n hành ậ

- Nguyên tắc làm vi c: ệ

• Giờ thấp điểm: lưu lượng nước sử d ng ítụ → áp suất hệ thống cao

→ nước vào bình khí ép → P max

• Giờ cao điểm: nước đi ra khỏi bình b→ ổ sung áp cho hệ thống

→ Giờ cao điểm nhất bằng P min

➢ Phương pháp cấp nước 2:

Hình 2.2 Sơ đồ bơm, bể mái, bể ngầm (Booster Pump +Roof Tank + Ground tank System)

- Sử d ng khi: áp lụ ực và lưu lượng cấp nướ ừ ạng lướ ấp nước t m i c c bên ngoài hoàn toàn không đảm bảo

- Ưu điểm :

• Tính an toàn cấp nước cao

• Áp lực và lưu lượng luôn được đảm bảo ở bất kì thời điểm nào

• Dự trữ được nước khi có các s c v ự ố ề hư hỏng đường ng hay cúp ố nước đột ng t ộ

• Kết hợp v i bể nước mái giúp máy bơm không bị quá tải ớ

- Nhược điểm:

TBVS

• Nguy cơ vi khuẩn phát triển nếu nước lưu lại lâu

• Phức tạp, t n kém, t n di n tích xây d ng ố ố ệ ự

1.3 Chọn phương pháp cấp nước tối ưu:

Nguyên tắc ch n cọ ần đảm bảo các yêu c u theo sau: ầ

- Sử dụng được lâu dài

- Đảm bảo tính n nh, ổ đị an toàn

- Đáp ứng hoàn toàn nhu c u s d ng c a công trình ầ ử ụ ủ

- Thiết kế phải phù hợp với t ckế ấu, ki n trúc cế ủa công trình

- Chi phí lắp đặt phù hợp

Từ nh ng nguyên t c trên, ta ch n ữ ắ ọ phương pháp cấp nướ trạc m khí ép (Hydropneumatic System)

Nước được lấy từ đường ống cấp nước bên ngoài qua đồng hồ đi vào bể chứa nước ngầm qua bơm ới trạm khí ép sau đó t i các thiết b vệ sinh t ớ ị

1.4 Vạch tuy ến hệ thố ng c ấp nước:

➢ Những yêu c u v mầ ề ạng lưới và đường ng cố ấp nước bên trong công trình: (Theo TCVN 4513-1988):

- Tổng chi u dài ề đường ng n các thiố đế ết bị ệ sinh là ngắ v n nhất

- Các ph tùng và thi t bụ ế ị trên đường ng dố ẫn nước phải được đặt ở những nơi

dễ sửa ch a và kiữ ểm tra nhất (mục 4.10)

- Hệ thống cấp nước trong công trình phải đảm b o ch ng n, ch ng rung cho ả ố ồ ố công trình (mục 4.28)

- Ống đứng: đặt ở góc tường hoặc trong hộp kĩ thuật

- Ống nhánh: đặt trong tường, mỗi ống nhánh không nên ph c vụ ụ quá 5 đơn vị dùng nước

- Các đường ống chính, ống nhánh, ống phân phối nước dẫn các dụng cụ vệ sinh đều đặt độ dốc từ 0,002 đến 0,005 về phía đường ống đứng hay điểm lấy nước.Tại các đi m thấp nhất của đư ng ống phả ặể ờ i đ t các thi t b xả ế ị nước (mục 4.17)

1.5 Sơ đồ nguyên lý cấp nước:

Hình 2.3.Sơ đồ nguyên lí cấp nước cho công trình

2 T ổng lưu lượng nước cấp:

- Công trình là khách sạn nên lưu lượng tính toán được xác định theo TCVN 4513-1988, m c 6.9: Q = 0,2 ụ 𝛼 √𝑁

Trong đó:

• 𝛼 : hệ ố s ph tùng chụ ức năng của mỗi loại nhà (bảng 11)

→ 𝛼 = 2,5

• N: t ng sổ ố đương lượng c a các d ng c v sinh trong nhà hay ủ ụ ụ ệ đoạ ốn ng tính toán N= 38,93 39 ≈

• Q: lưu lượng tính toán (l/ s)

- Lưu lượng tính toán: Q = 0,2 𝛼 √𝑁 = 0,2.2,5.√39 3,12 = (l/s)

- Giả s khi công trình có cháy ử

→ Lưu lượng nước chữa cháy đối v i khách s n ớ ạ (Theo m c 9, b ng 14, ụ ả TCVN 2622-1995) : Q cc = 2.2,5= 5 (l/s) ( s h ng cháy là 2) ố ọ

Q = 3,12 + 5 = 8,12 → tt (l/s)

3 Đồng hồ đo nước:

- Vì phương pháp cấp nước là phương pháp cấp nước trạm khí ép nên chọn

đồng h theo phương pháp gián tiếp: ồ

𝑄𝑛𝑔𝑡𝑟 = 𝑁 × 𝑞𝑡𝑐

1000 = 638 1201000× = 76,56 (m 3/ngày )

Ta có điều ki n: ệ 𝑄𝑛𝑔𝑡𝑟 (m 3/ngày) ≤ 2 Q đặc trưng (m 3/h)

Q→ đặc trưng ≥ 76,562 =38,28 (m 3/h)

Tra b ng 4.1 Cả ỡ, lưu lượng và đặc tính đồng hồ (Giáo trình cấp thoát nước-NXB Xây d ng) ự

n Q

Chọ dặc trưng = 70 (m 3 /h) > 38,28 (m 3/h)

→ Chọn đồng hồ loại tuabin BB (tr c ngang) có DN 50 (mm) ụ

- Tổn thất qua đồng h : h =S.Q ồ đh 2

Với S là sức kháng đồng hồ đo nước ( tra bảng 7 TCVN 4513-1988)

DN 50 → S= 0,0265

h = 0,0265 8,12 =1,74 → đh 2 m < 2,5 m (trường h p có cháy) ợ → Thỏa mãn

4 B ể nước ng ầm:

4.1 Dung tích điều hòa:

Theo TCVN 4513-1988, m c 8.17, ta có công thụ ức sau:

W BC= 1,5𝑄𝑛𝑔𝑡𝑟

𝑛

Trong đó:

nước

- 1,5 là h s an toàn ệ ố

- 𝑄𝑛𝑔𝑡𝑟: lượng nước sinh ho t cạ ần dùng trong ngày đối với công trình

→ 𝑄𝑡𝑟𝑛𝑔 = 76,56 ( m 3/ngày.đêm)

- n : s lố ần đóng mở bơm bằng tay trong ngày ch n n = 1 ọ

→ W BC= 1,5 ,76 56

1 = 114,84 m 3≈ 115 (m ) 3

4.2 Dung tích d ự trữ chữ a cháy:

Theo bảng 4, m c 8, TCVN 2622-1988: ụ

Ta có: W 1 = t.n q cc cc

Trong đó:

- W 1: dung tích nước chữa cháy ( m )

- t : thời gian chữa cháy Theo mục 9.6-TCVN 33/2006, ch n t = 3h ọ

- n cc: số ọng nước chữa cháy ( đố ớ h i v i khách s n n = 2 ) ạ cc

- q cc : lượng nước tính cho mỗi họng, q = 2,5 l/s cc

→ W 1 = 3.2.2,5.10−3

3600 −1 54 m = 3

4.3 Dung tích toàn phần ể b chứa nướ c ng ầm:

❖ Theo TCVN 4513-1988, m c 8.12: V = W + W ụ BC BC 1

Trong đó:

- V BC (m 3 ) : dung tích toàn phần của bể chứa nước

nước

- W 1 (m 3) : dung tích nước ch a cháy ữ

→ V BC= 115 + 54 = 169 ( m 3 )

4.4 Thiết kế b ể nước ng ầm:

Theo TCVN 4513-1988,t mừ ục 8.13 đến m c 8.15 và dung tích toàn ph n, ụ ầ chọn

bể nước ngầm cho công trình như sau:

- Kích thước bể nước ngầm : 9x5x4 = 180 ( m 3) (dài x rộng x cao)

- Độ cao mực nước khi bình thường: 2,56 ( m )

- Độ cao nư c nướ ớc khi có cháy: 3,756 ( m )

- Độ cao bảo v : 0,244 ( m ) ệ

- Vật liệu: được xây dựng bằng bê tông cốt thép

- Bể hình ch ữ nhật, đặt ầm, độ dng ốc đáy bể ớ l n 1,5% v phía h ề ố thu nước

- Vị trí đặt bể:

- Bể chứa được trang bị ống dẫn nước vào, ng dố ẫn nước ra, ng x tràn, ố ả ống xả đáy, lỗ thăm và bậc thang lên xuống cho người bảo trì, thi t bị đo ế mực nước, l thông ỗ hơi

- Bể được phải ch ng thố ấm

5 Tính toán th y l ủ ực:

5.1 Quan điểm tính toán:

❖ Dựa vào đặc điểm của các khu vệ sinh trong công trình mà bố trí các đường ống cấp nước như sau:

- Các tr c E-1, D-1, D-4, B-1, B-3 là các trụ ục ống cấp nước đứng đi qua các hộp kĩ thuật của các t ng ầ

- 1 khu v sinh ( 1 khu WC) là t h p 2 phòng v sinh c a 2 phòng khác ệ ổ ợ ệ ủ nhau ho c 2 phòng v sinh nam n ặ ệ ữ

- Trục ống cấp nước E-1 cấp nước cho 1 khu WC t ng 2 và 1 WC t ng 4 ầ ầ

- Trục ống cấp nước D-1 cấp nước cho 1 khu WC phòng ng t ng 3 ủ ầ

- Trục ống cấp nước D-4 cấp nước cho 1 khu WC t ng 1, 1 khu WC phòng ầ ngủ t ng 3 ầ

- Trục ống cấp nước B-1 cấp nước cho 1 khu WC phòng ng t ng 3 ủ ầ

- Trục ống câp nước B-3 phân nhánh từ trục B-1 t ng 2 cở ầ ấp nước cho 1

WC phòng ng t ng 3 ủ ầ

❖ Lưu lượng tính toán cho từng đoạn ống : (theo TCVN 4513-1988)

Q tt = 0,2 𝛼 √∑ 𝑁

Trong đó:

- Q tt: lưu lượng tính toán của đoạ ốn ng ( l/s )

- 𝛼 : H s ph tùng chệ ố ụ ức năng của m i lo i nhà (l y theo b ng 11 ỗ ạ ấ ả TCVN 4513-1988) ,ch n = 2,5 ọ 𝛼

- N : tổng đương lượng của các thiết b vị ệ sinh trong đoạ ốn ng tính toán

❖ Đường kính ống nước:

Ta có 2 công thức tính đường kính ng theo kinh nghi m( D ) và kinh ố ệ kn

tế (D kt):

- Theo kinh nghiệm:

D kn = (0,4 0,5)÷ 𝑄𝑡𝑡0,42 trong đó: Q là lưu lượ tt ng tính toán qua ống

D kn là đường kính ống

- Theo vận tốc kinh tế:

D kt =√4𝑄

𝜋𝑉 trong đó: Q là lưu lượ tt ng tính toán qua ống

v là v n t c kinh t , ch n v=2 m/s ậ ố ế ọ

→ Chọn được đường kính ng h p lí ố ợ ∅ > D và D theo quy cách ng kn kt ố Bình Minh thương mại

→ Tra ra được đường kính ngoài OD, chi u dày thành t ề

→ Đường kính trong ID= OD -2t

→ V n tậ ốc nước ch y trong ng : v= ả ố √4𝑄

𝜋.𝐷 v i D= ID ớ

❖ Tổn th t áp lấ ực:

- Tổn thất dọc đường:

H Ldd = i x L trong đó: i là độ ố d c th y l c ủ ự

L là chiều dài đoạ ốn ng (m)

- Do ch n ọ ống PVC Bình Minh thương mại nên ống nước là ng nh a d o ố ự ẻ có:

i = 0,000685.𝑣1,774

𝐷1,226 trong đó: D là đường kính chọn (m)

v là v n ậ nước chảy trong ng ố (m/s)

- Tổng thất cục bộ:

H Lcb = 𝛼.H Ldd trong đó: 𝛼 là hệ s cố ấp nước, chọ 𝛼 = 0,3n

→ H c n thi ầ ết

5.2 Lưu lượng tính toán từng trục:

Bảng 1.2 Thủy ực ừng trục, đoạn ống: l t

Trục Đoạn

ống

13-14 đoạn (14 15)+đoạn (14- -20) 12.14 1.742

25-26 đoạn (26 28)+ đoạn (26- -27) 7.49 1.368

5.3 Thủy l c t ng tr c, tự ừ ụ ừng đoạn ố ng:

Đoạn

ống

D kinh

nghi m ệ

(mm)

D kinh tế

(mm) chọn ∅

(m/s)

4-5 23.75 21.215 27 23.2 0.197 1.26 0.0039 0.0049

5.4 Đường ng ố tổng vào đồng ồ: h

- Ta có dung tích bể nướ ngầm là 169 m , c 3 ướ lượng c thời gian bể nước tự

đầ nướy c nh MLCNBN là 10hờ

- Lưu lượng nước chảy vào bể nước ngầm:

Q = 16910 =16.9 m /h 3

- Chọn vận tốc nước chảy d ki n 0.86 ự ế là m/s

→ Đường kính ống cấp nước vào công trình là

𝑄 = 𝑣 × A D=→ √

𝜋𝑣 =√ 4×16.9

60 2 ×𝜋×0 86 × 10 = 83.36 3 mm Tra bảng quy cách ống uPVC Bình Minh thương mại

Chọn ∅ = 90 có OD = 88.9, 2.9 t =

→ ID = OD -2t = 88.9 - 2×2.9 = 83.1 mm

- Kiểm tra lại vận tốc:

v = 𝜋𝐷4𝑄2 = 4× 916

60 2 ×𝜋×0 0831 2 = 0.8655 s m/

→Thỏa mãn điều kiện tương ứng giữa đường kính ống và vận tốc kinh tế trung bình theo b ng sau (tham kh o giáo trình Mả ả ạng lưới cấp thoát nước - ĐHSPKT):

B ng1.3 V n tả ậ ốc ống:

Đường kính

ống D(mm)

Vận tốc kinh

tế trung bình (m/s)

Đường kính ống D(mm)

Vận tốc kinh

tế trung bình (m/s)

6 Áp ực cần l thi ết của công trình:

H ct = H hh h+ td + h đh+ H L

Trong đó: H hh 15.7 +1.28 +(4 -2.56) 18.42 (= = m)

h td tra TCVN 4513-1988, mục 3.8 h 1 m td=

h đh = 1.28 m ( tổ thất đồn ng h ) ồ

H L= h ldd + h lcb = h ldd + 0.3h ldd

Chọn TBVS bất lợi nh t nấ ằm ở ầ t ng 4 và xa ngu n c p ồ ấ nhất

TBVS H hh (m) h td (m) h đh (m) H L (m) H ct(m)

Vậy áp lực cần thiết của công trình là H ct max 21.424 = > H min MLCNBN =15 m Nên không c p c p ấ ấ đủ áp lực nước cho công trình lúc cáo điểm